Zářením indukované změny v toxicitě polycyklických aromatických uhlovodíků pro primární procesy fotosyntézy lišejníků a vyšších rostlin

Mgr. Štěpán Zezulka, Ph.D.

Rigorózní práce

Radiation-induced changes in the toxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons to primary processes of photosynthesis in lichens and higher plants

Anotace:

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) patří mezi významné persistentní organické polutanty, znečišťující životní prostředí. Mají toxické účinky pro všechny živé organismy. Interakce s různými faktory prostředí, například ultrafialovým zářením, může jejich toxicitu navíc umocnit. Rostliny jako dominantní složka suchozemských ekosystémů jsou vystaveny jejich vlivu. PAHs ovlivňují biochemické a fyziologické procesy rostlin a jejich působení vede k viditelným změnám v jejich růstu a vývoji. Studium změn na úrovni biochemických a fyziologických procesů může poskytnout nástroj pro včasnou indikaci vlivu xenobiotik na rostliny. Mezi důležité metabolické procesy rostlin patří fotosyntéza. Primární procesy fotosyntézy citlivě reagují na působení různých vnějších faktorů včetně chemického stresu vyvolaného přítomností organických polutantů. Cílem práce bylo posoudit vliv PAH fluoranthenu na primární procesy fotosyntézy u lišejníků a vyšších rostlin. Výsledky prokázaly, že intaktní a zejména UV zářením fotomodifikovaná forma fluoranthenu negativně ovlivňuje primární fotochemické procesy. Negativní účinek se odráží především ve funkčnosti fotosytému II. Negativní změny v hodnotách parametrů indukované fluorescence chlorofylu a omezení aktivity vodoštěpícího komplexu (Hillova reakce) dokládají možné poškození PSII na jeho donorové i akceptorové straně.

Abstract:

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) belong to important persistent organic pollutants in the environment. They are toxic for all living organisms. Interactions with other environmental factors, like ultra-violet radiation, could further enhance their toxicity. Plants as a dominant part of the terrestrial ecosystems are exposed to their effects. PAHs influence biochemical and physiological processes in plants and their action leads to visible changes in their growth and development. An assessment of changes at the level of biochemical and physiological processes could provide a useful tool for an early indication of the xenobiotics effect on plants. Photosynthesis represents one of the most important metabolic processes in plants. Primary processes of photosynthesis respond sensitively to the action of various environmental factors including chemical stress caused by the presence of organic pollutants. The aim of the study was to assess the effect of PAH fluoranthene (FLT) on primary photosynthetic processes in lichens and higher plants. The results proved that intact and especially UV-light-photomodified form of FLT affect primary photochemical processes. Negative effect of FLT is reflected in the function of photosystem II (PSII). Negative changes in induced chlorophyll fluorescence parameters and the reduction of water-splitting complex activity (Hill reaction) prove possible damage of PSII on its donor and acceptor side too.

Klíčová slova

lišejníky, Pisum sativum, polycyklické aromatické uhlovodíky, fluoranthen, fotomodifikace, fotosyntéza, indukovaná fluorescence chlorofylu, Hillova reakce lichens, polycyclic aromatic hydrocarbons, fluoranthene, photomodification, photosynthesis, induced chlorophyll fluorescence, Hill reaction

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 10. 2007

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 11. 2007

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Rigorózní řízení / obor:
Biologie / Obecná biologie